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INSTALACION DE EQUIPOS A GAS EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNA - GLPINSTRUCTOR : EDUARDO ROJAS VALENZUELA

GAS NATURAL COMPRIMIDO GNCQUE ES EL GAS NATURAL (GN)?

Es una mezcla de hidrocarburos parafnicos, que incluye al metano enmayor proporcin (CH4) y otros hidrocarburos en menores proporciones como el Etano, propano, butano, etc. COMPOSICION DEL GAS NATURAL MUESTRA TIPICA Metano .. 92 % Etano .......... 4 % Propano .... 1 % Butano .... 1 % Dixido de carbono... 1 % Otros .. 1 % El gas natural como el petrleo se encuentra en el subsuelo en los llamados yacimientos.

CONSTITUYENTES DEL GAS NATURALNo hidrocarburos (H 2 S, CO 2 , H 2 O, N

2

, H 2 , etc.)

Metano

GasEtano Propano y Butano Pentanos +

Gas Licuado Petrleo

Lquidos GasNatural

Natural

Propiedades del Gas Natural Comprimido a 15C y 101,3 kPa ( 760 mm Hg )El principal componente del gas natural es el metano C H4,,, cuya temperatura crtica es 82 o C. Por ello a temperaturas medio ambientales y altas presiones este gas no puede licuarse.

Composicin y propiedades

Metano C H4 81,8-99,2

Etano C2 H 6 0,0710,2

Propan o C3 H 8 0-12,6

Butano C 4H 10 0-7,6

Pentan o C5 H 12 0-3,6

Composicin porcentual % en volumen Propiedades: -Densidad: En estado gaseoso, kg/m3 En estado lquido, kg/l -Temperatura de ebullicin, o C -Calor de evaporacin, MJ/kg -Poder calorfico inferior, MJ/m3 - Nmero de octanaje

0,67 0,415 -161,6 0,513 33,869 110

1,273 0,446 - 88,6 60,039 125

1,867 0,51 -42,2 -0,431 -85,766 -120

2,46 0,58 -0,5 0,394 111,699 93

3,05 0,626 36 137,913 -

GNCA.-Cilindro de Gas Natural Comprimido B.-Vlvula de cilindro C.-Cao de gas de acero D.-Llave conmutadora E.-Vlvula de carga K .- Manguera de calefaccin F .-Manmetro depresin G.-Regulador H.-Mezclador I.-Manguera de gas J.-Electrovlvula de nafta

ELEMENTOS DE UN KIT DE CONVERSION

GAS LICUADO DE PETROLEO G.L.P L.P.GEl gas licuado del petrleo (GLP) es la la mezcla de gases condensables disueltos en el petrleo. Los GLP, aunque a temperatura y presin ambientales son gases, son muy fciles de condensar, de ah su nombre. En la prctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano. Se obtiene de la desintegracin fludica cataltica (FCC, por sus siglas en ingles Fluid Craking Catalityc)

GLP significa Gas Licuado de Petrleo, subproducto del refinamiento del petrleo crudo, se encuentra en estado gaseoso a temperatura y a presin ambiente, en estado lquido a presin de 2 Bar. Empleado en autotraccin es una mezcla de gas propano y butano cuyas caractersticas qumicas y fsicas confieren a los automviles ptimas prestaciones en trminos de potencia, elasticidad y buen funcionamiento del motor.

CARACTERISTICAS DEL G.L.P EL G.L.P. NO TIENE OLOR NO ES VENENOSO ES INFLAMABLE EN ESTADO GASEOSO ES MAS PESADO QUE EL AIRE EN ESTADO LIQUIDO ES MAS LIGERO QUE EL AGUA UNA FUGA EN G.L.P. EN FASE LIQUIDA ES MUCHO MAS NOTORIA QUE EN FASE GASEOSA NO SE DEBE TENER CONTACTO DIRECTO CON EL GLP EN FASE LIQUIDA EL GLP EN ESTADO LIQUIDO SUFRE VARIACIONES DE VOLUMEN AL VARIAR LA TEMPERATURA A CONDICIONES AMBIENTALES SE ENCUENTRA EN ESTADO GASEOSO

PROPIEDADES DEL GLPComposicin Frmula qumica Masa molecular Propileno C3H6 42,08 Butano C4H10 58,12 Propano C3H8 44,10 Gasolina C8H18 114,5

Densidad, g / cm2: De la fase lquida a 15 oC y 0,1 Mpa De la fase gaseosa a 0 oC y 0,1 Mpa

0,522 1,915

0,582 2,703

0,509 2,019

0,720 5,08

Densidad relativa de la fase gaseosa ( la densidad del aire se asume igual a 1 )

1,481

2,091

1,562

3,940

Temperatura de ebullicin oC Volumen de vapores que produce 1 lit. de lquido, m3 Poder calorfico inferior, MJ /kg Temperatura de inflamacin, oC

- 47,7 0,287 45,650

- 0,50 0,235 45,431

- 42,1 0,269 45,973

No menor de 35,0 0,148 43,995

475 ... 550

475 ... 550

510 ... 580

470 ... 530

Lmite de inflamabilidad en mezcla con el aire, %: Inferior Superior

2,00 11,1

1,80 8,40

2,4 9,5

1,50 6,0

CARACTERISTICAS DE LA CARBURACION CON GLP MEZCLA CARBURANTE HOMOGENEA FUNCIONAMIENTO SUAVE DEL MOTOR, SIN DETONACION REDUCCION CONSIDERABLE DE EMISIONES CONTAMINANTES DE GASES CO, HC, Y MATERIAL PARTICULADO NO QUEMADO EL GLP CARECE DE PLOMO Y AZUFRE MAXIMO APROVECHAMIENTO DEL GAS AL NO EXISTIR PERDIDAS POR EVAPORACION MAYOR DURACION DE LA VIDA UTIL DEL MOTOR MENORES COSTOS DE MANTENIMIENTO

MOTORES DE COMBUSTIONCLASIFICACIN DE LOS MOTORES QUE FUNCIONAN CON GAS

Motores con ciclo Otto

Motores Gaso - diesel

Motores con GLP

Motores con GNC

Con Diesel 2 + GLP

Con GNC + Diesel 2

Motores gasolineros

Provienen deMotores a gas

Motores Diesel de dos tiempos Motores Diesel de cuatro tiempos

Provienen de

PRINCIPALES COMBUSTIBLES GASEOSOS PARA M.C.I.GLP Combustible a base de propano y butano, a 20C y 101,3 kPa de presin atmosfrica se le encuentra en estado gaseoso, pero a bajas temperaturas o mayores presiones se encuentra en estado lquido. El GLP es ms pesado que el aire, por lo que tiende a asentarse en partes bajas. GNC Es el gas natural comprimido que contiene ms de 90 % de metano y otros gases como helio, nitrgeno, xido de carbono.

CONSIDERACIONES TECNICAS Para que los motores de encendido por chispa puedan funcionar tanto con GNC como con GLP se requieren ciertas adaptaciones constructivas. Para el caso del GLP se emplea adicionalmente un evaporador para transformar el gas lquido en vapor antes de que el gas ingrese al mezclador aire- combustible. l GLP posee un elevado nmero de octanaje, debido al cual es posible construir un motor con mayor relacin de compresin y de este modo obtener una mayor eficiencia y potencia que en un motor convencional gasolinero.

El GLP en comparacin con el GNC permite mayor capacidad de almacenamiento en el vehculo por cuanto se puede facilmente llenar el tanque en estado lquido.Los tanques de combustible para GLP se construyen para presiones de trabajo de 1,7 MPa aproximadamete. Para que un automovil que funciona con gasolina mantenga su misma energa cuando funciona con GLP, el tanque de combustible deber en volumen aumentar en un 45% aproximadamente.

CONSIDERACIONES TECNICASLos principales componentes del GLP son el propano C3 H8 , el butano C 4H10 asi como etano, etileno, propileno y otros componentes. El propileno y butileno pertenecen al grupo de olefinas que se caracterizan por ser formadores de gomas y disminuyen el nmero de octano. La temperatura crtica del propano es + 97 o C y del butano + 126 o C. En consecuencia por encima de las temperaturas que se dan en el medio ambiente ambos hidrocarburos requieren una pequea presin para ser licuados. Ejemplo: A + 20 o C el propano se lica con una presin de 0,716 MPa, mientras que el butano requiere de una presin de 0,103 Mpa. El aumento de la temperatura en 1 o C provoca el aumento de la presin dentro del baln en 0,6 0,7 MPa, lo cual podra provocar la destruccin del baln. Para evitar esto dentro del baln se debe asegurar la formacin de un colchon de vapor con un volumen no menor del 10% del volumen total.

COEFICIENTE ESTEQUIOMETRICOEs la masa (volumen) de aire que tericamente se necesita para quemar completamente el combustible

C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2OPropano

C4H10 +6,5O2 = 4CO2 + 5H2OButano

Conclusin: Para quemar completamente una molcula de propano se requiere 5 molculas de oxgeno, mientras que para el butano se requiere 6,5 molculas de oxgeno. Esto quiere decir que para quemar 1m3 de propano o butano se requiere 24m3 o 31m3 de oxgeno respectivamente.

PODER CALORIFICOEs la cantidad de calor que se desprende al quemarse completamente 1m3 de gas a 20C y a la presin atmosfrica.Observacin: el poder calorfico del combustible gaseoso (GLP) no es equivalente al poder calorfico de la mezcla carburante, por lo que no se puede aplicar la ley aditiva. Esto quiere decir, que an, cuando en una unidad msica de GLP se desprende mayor calor que en una unidad msica de gasolina, una unidad en volumen de mezcla carburante de GLP produce menor calor que una unidad en volumen de mezcla carburante de gasolina en aproximadamente 6...8%.

El poder calorfico del metano ( componente principal del GNC ) es tambien menor que la gasolina.

COEFICIENTE DE LLENADOEs la cantidad de aire real que ingresa al motor respecto de la cantidad terica de aire que ingresara en condiciones normales. G a .r v G a .tEn los motores que funcionan con GLP o GNC es menor el coeficiente de llenado, sobre todo en regmenes de altas velocidades.

COEFICIENTE DE VARIACION MOLECULAREs la cantidad en volumen de los gases de combustin respecto de la cantidad de carga fresca ( gas + aire ).M 2 M 1 M M o 1 M1 M1 M1

En los motores que funcionan con gas es menor el coeficiente de variacin molecular. Todos estos factores: menor poder calorfico de la mezcla, menor coeficiente de llenado y menor coeficiente de variacin molecular hacen que los motores a gas pierdan potencia.

PROPIEDADES DEL G.L.PComposicin Frmula qumica Masa molecularDensidad, g / cm2: De la fase lquida a 15 oC y 0,1 Mpa De la fase gaseosa a 0 oC y 0,1 Mpa

Propilen o C3H6 42,080,522 1,915

Butano C4H10 58,12

Propano C3H8 44,10

Gasolina C8H18 114,5

0,582 2,703

0,509 2,019

0,720 5,08

Densidad relativa de la fase gaseosa ( la densidad del aire se asume igual a 1)Temperatura de ebullicin oC Volumen de vapores que produce 1 lit. de lquido, m3

1,481

2,091

1,562

3,940

- 47,7 0,287

- 0,50 0,235

- 42,1 0,269

No menor